话语权的关键5g新空口标准浅析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 话语权的关键 5G 新空口标准浅析 5G 标准的悬而未定，世界各国 早已摩拳擦掌准备争夺 5G 标准的话语 权。而 5G 标准中至关重要的标准则是 5G 新空口标准。 中国论文网 /8/view-12913617.htm 空口标准更是被称为无线通信领 域的皇冠。下面记者就抛砖引玉，浅析 能够决定 5G 话语权的新空口标准。 新空口是什么 此前，3GPP 宣布要在明年 6 月 份冻结 5G 非独立部署空口标准。其实， “好学宝宝”一定在百度搜索过 5G 空口 标准。 在网上首先会找到空口标准的定 义，空口就是“ 空中接口”的简称，是移 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 动终端与基站之间的连接协议。 那通俗点儿解释，有线通信中是 有真实存在的接口来连接信号，所以就 会在接口上规定接入的物理尺寸和信号 性能。而无线通信技术中，基站和终端 之间没有真实接口相连，就需要一个 “空中接口”决定终端与网络设备之间的 传输技术规范，来确保无线通信的高速 率、低时延、高可靠。 但其实，通信圈里经常会把 5G 空口标准叫做 5G 新空口。为什么叫新 空口呢？ 这要从 ITU-R（国际电信联盟无 线电通信局）为 5G 确定了增强型移动 宽带（eMBB） 、超高可靠c 低延迟的 通信（mMTC） 、大规模机器类通信 （uRLLC）三大主要应用场景开始说起。 这三大场景分别要求 5G 具有更 高的带宽、更快的速率、更低的时延、 更大的连接密度，同时 5G 时代不再局 限于人与人之间的连接，更多的是要做 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 人与物、物与物的连接。 5G 时代要能够达到这些要求， 就必须采用国际统一的新空口标准，且 拥有比 4G 时代更灵活的编码调制技术、 更高的频谱效率来完成和更多垂直业务 合作，降低运营商成本。 5G 新空口标准里还包含一系列 技术标准，包括编码、调制、帧结构、 滤波等。中兴通讯无线总工程师朱伏生 在接受通信产业报 （网）记者采访 时表示，根据 IMT-2020（5G）推进组 报告显示，目前 5G 新空口关键技术主 要包括大规模天线、超密集组网、高频 段通信、新型多址、新型多载波、先进 编码调制等。而此前被 3GPP 决定作为 5G 控制信道短码编码方案的极化码就 是先进编码调制技术标准的一部分。 同时，大规模天线技术是读者最 不陌生也是国际上争议最小的技术。华 为、中兴、大唐移动等通信设备商都完 成了大规模天线技术的测试。 “5G 将使 用大规模天线技术来提升基站容量、提 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 高频谱效率。未来，天线数将高达 128 根，甚至可能达到 256 根。 ”中国工程院 院士邬贺铨在公开演讲中表示。 超密集组网技术能够大幅提升容 量，解决热点网络容量问题。D-MIMO 技术主要是用于超密集组网场景，利用 D-MIMO（分布式多天线）进行联合数 据发送，将干扰信号变为有用信号.同时 提升单用户吞吐量和系统频谱效率。 核心在物理层 一位不愿具名的无线技术专家告 诉通信产业报 （网）记者，5G 空口 标准由物理层（Layer 1） 、接入层 （Layer 2） 、控制层（Layer 3）组成。 就目前来看，5G 新空口标准之争将会 集中在物理层，而 5G 物理层设计中最 关键的技术有新型多载波、新多址和新 编码技术。 新编码技术，想必读者并不陌生。 去年被 3GPP 决定为 5G eMBB 场景数 据信道和控制信道编码方案的 LDPC 和 Polar 码都属于新编码技术。但是对 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 于 5G 另两大场景 mMTC、uRLLC 是否 依然采用这两种编码技术现在还没有定 数。况且，现在只是确定了大的技术， 具体的实现细节还需要后续在 R15 和 R16 会议上来讨论和确定。 而新型多址技术，其实国际普遍 赞同采用非正交多址技术。移动通信系 统以多址接入方式作为革新换代的标志， 1G 时代采用 FDMA 技术（频分多址） 、 2G 采用 TDMA（时分多址） 、3G 采用 CDMA（码分多址） 、4G 时代采用 OFDMA 技术（正交频分多址） 。 正交多址接入，就是用户在发送 端占用不同的无线资源，接收端易于使 用线性接收机来进行多用户检测，只能 为一个用户分配单一的无线资源，复杂 度较低。但到了 5G 时代，需要更大的 资源容量，这意味着一个资源可以分配 给多个用户，造成用户占用的无线资源 不再正交，这便是非正交多址接入。 非正交多址技术能够提升频谱利 用率、满足越来越多样化的移动业务需 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 求。根据研究表明，采用非正交多址技 术可使无线接入蜂窝的总吞吐量提高 50%左 右。不过，非正交多址复用通过结合串 行干扰消除或类最大似然解调才能取得 容量极限，因此该技术实现的难点在于 是否能设计出低复杂度且有效的接收机 算法。 国际上共提出了 10 多种非正交 多址技术，国内中兴、华为、大唐也分 别提出三种方案，中兴提出了 MUSA（基于复数多元码及增强叠加编 码的多用户共享接入技术） ，华为提出 了 SCMA（基于多维调制和稀疏码扩频 的稀疏码分多址技术） ，大唐提出了 PDMA（基于非正交特征图样的图样分 割多址技术） 。 对于新型多载波技术，不同设备 商也提出了不同方案。据了解，目前业 界有三种方案呼声最高，即中兴提出的 FB-OFDM 技术，诺基亚和上海贝尔提 出的 UF-OFDM 技术，爱立信提出的 CP-OFDM 技术。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 一位无线技术专家告诉通信产 业报 （网）记者，这三种多载波技术 的共同点是：均采用了滤波器机制，具 有较低的带外泄露，可以减少保护带开 销。子带间能量隔离，不再需要严格的 时间同步，有益于减少同步信令开销。 但良好的滤波器设计及滤波器输入参数 是三种技术的实现关键。最优的滤波器 设计，要求是带内近似平坦并且带外陡 降，滤波器所带来的信噪比和误包率损 失可忽略，而陡降的带外泄露也可以大 幅降低保护带的开销。此外，还需要考 虑实现复杂度、算法复杂度等约束条件。 可以看出，空口标准之所以被称 为无线通信领域的皇冠，是因为空口标 准涉及技术十分多且技术复杂然而，要 想在 5G 标准争夺中突围，各制造商必 须针对这些复杂技术不断测试。因为最 终 3GPP 会根据制造商测试成绩，来决 定到底将哪种技术写入 5G 新空口标准。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 链接 MUSA 技术 MUSA 上行接入通 过创新设计的复数域多元码以及基于串 行干扰消除（SIC ）的先进多用户检测， 让系统在相同时频资源上能支持数倍用 户数量的高可靠接入，并且可以简化接 入流程中的资源调度过程，因而可大为 简化海量接入的系统实现，缩短海量接 入的接入时间，降低终端能耗。MUSA 下行则通过创新的增强叠加编码及叠加 符号扩展技术，提供比主流正交多址更 高容量的下行传输，并同样能大为简化 终端的实现，降低终端能耗。 SCMA 技术 主要利用 SCMA 系 统中稀疏扩频的概念，将用户的数据在 频域上扩散在有限的子载波上，每个资 源块上等效的叠加用户数会大大减少， 这就为接收端实现低复杂度提供可能性。 在 SCMA 系统中，信息比特首先经过 信道编码，编码后的比特经过 SCMA 调制码本映射成 SCMA 码字，码字以 稀疏的方式扩频在多个资源块上，因此， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读